巴楚鹽水鉆井液技術探討

王善琦(中石化華北分公司第三采油廠 陜西省 咸陽市 712000)

一、鉆井液技術重點、難點

1.上第三系安居安組膏質泥巖發育，粘土分散力強，易水化膨脹，產生井徑縮徑，或是伴隨垮塌，造成井徑擴大。鉆井液對膏質泥巖應具有較強的抑制性、攜巖能力和抗膏侵的能力。

2.上第三系帕卡布拉克組、安居安組存在高壓鹽水層，且石膏夾層發育，鉆井液性能維護較困難，大量氯離子和鈣離子易造成鉆井液污染，影響鉆井液性能的穩定。

3.石炭系小海子組、巴楚組地層壓力高，且巴楚組石膏質云巖發育，實施高密度鉆井液存在性能難維護，和易壓差卡鉆等一系列問題。且二疊系和石炭系地層易剝落掉塊，形成不規則井眼，影響到電測和下套管固井作業的施工。因此，鉆井液要具有較強的防塌、攜巖能力。

4.石炭系小海子組和巴楚組地層壓力梯度高，尤其巴楚組地層空隙壓力高達1.93～1.98g/cm3，易發生井漏和井噴。

二、鹽水鉆井液體系的具體技術措施

根據室內各項實驗，優選出了具有良好的抗溫、抗污染能力，且抑制能力和防塌能力較強鹽水聚磺鉆井液體系，并提出以下具體技術操作措施：

1.在現場處理過程中，膠液和液體處理劑的加入均會使鉆井液的密度降低，因此必須及時補充加重材料，以維護所需的密度，保證鉆井的順利進行。

2.粘度、切力是流變性控制的關鍵。如果粘度、切力太低，則不能有效懸浮加重材料，難以達到所需的密度，甚至會導致嚴重井下事故的發生；而如果粘度、切力太高，鉆井液流動性變差，同樣會造成嚴重的井下復雜情況。

3.確保鉆井液的強抑制性和封堵能力。由于大段的膏質泥巖伴有多套高壓鹽水層并夾有泥巖、泥頁巖，因此必須有效抑制其水化和分散。否則，會使膏巖溶解、膨脹造成井壁縮徑、坍塌同在。通過加入強抑制性處理劑多元醇、氯化鈉和具有封堵作用的乳化瀝青，可確保鉆井液體系的強抑制性和強封堵能力，維護井眼穩定。

4.嚴格控制鉆井液的濾失量，確保形成優質泥餅。對于膏巖、軟泥巖，降濾失劑必須具有良好的抗高溫、抗鹽污染的能力。

5.維護適當的含鹽量。在鉆進過程中，控制適當的含鹽量是非常重要的。應控制好鉆井液體系中的[Cl-]，保證能夠形成規則井眼和確保鉆井作業的順利進行。根據地層情況，該鉆井液體系中的[Cl-]一般應控制在100000～150000mg/l。

6.保持鉆井液適當的PH值。鉆井液體系的PH值是否適當，直接關系著鉆井液處理劑性能的有效發揮，同時PH值也是判斷鉆井液是否受到污染的主要依據。該鉆井液體系在鉆進過程中，PH值往往會不斷地有所下降。在現場維護過程中，應注意PH值的變化，并及時補充燒堿，以提高各種因素造成的鉆井液PH值的降低，避免由此引起的處理劑效能的降低和鉆井液性能的破壞。

7.控制和處理地層對鉆井液的污染。該地區地層對鉆井液的污染主要表現為高壓鹽水層、膏巖對鉆井液的鹽水、鹽侵和鈣侵。表現在性能上出現鉆井液的粘度和切力升高、濾失量增大、PH值下降等。處理時應及時補充燒堿和純堿，同時應注意，純堿過量生成的CO32-會對鉆井液造成新的污染。

8.保證鉆井液優良的潤滑性。高密度鉆井液的潤滑性對鉆井速度影響很大。一方面，應加入潤滑劑或司盤-80等；另一方面，體系中加入的封堵劑乳化瀝青和抑制劑多元醇對鉆井液均具有較好的潤滑作用，從而可提高鉆井液的潤滑性，降低鉆井液的摩擦系數，有利于提高機械鉆速。

9.充分重視鉆井液的固控工作。由于高密度鉆井液的客觀性，除砂器、除泥器的使用效率極低，離心機又不宜多用，因而使高密度鉆井液的固相控制難度較大。因此，一級固控設備（振動篩）的使用顯得極為重要。應根據井下情況、鉆進情況和篩面情況，合理更換振動篩篩目，最大限度地發揮一級固控的效率。

三、現場具體的鉆井液應用

井隊根據現場施工情況分析，轉換成鹽水鉆井液體系過后多次起下鉆無阻卡現象，根據了解鄰井BK2、BK4H、BK5H井在該井段進行起下鉆作業時卻存在著阻卡顯示，說明鹽水鉆井液體系確實對上部施工過的井段起到了抑制作用。但鉆進時還存在阻卡現象，現場分析本區塊的地層壓力經過多次地震后發生了巨大的變化（瓊庫恰克鄉是一個地震較活躍的地方），現場決定提高鉆井液密度，并于3月2日將鉆井液密度逐步提高至1.62g/cm3，后鉆進中根據實際情況適當調節鉆井液密度在1.65～1.70g/cm3之間。鉆井液密度調整后，鉆進后上提阻卡現象減弱直至消失，減少倒劃眼次數，鉆具鉆進井段加長，同時短起下鉆通暢無阻卡現象，減少了鉆進中輔助時間，單日進尺比提密度前增加了一倍。

四、結束及認識：

1.BK3H井二開鉆進中將鉆井液體系轉化為鹽水聚磺鉆井液體系，在鉆進至安居安組3420m處，使用鉆井液密度為1.77g/cm3，鉆遇鹽膏層，并有高壓鹽水溢出，鹽水氯根由70000mg/l升至90000mg/l，后將鉆井液密度提高至1.85g/cm3，才壓穩高壓鹽水層。因使用的鹽水聚磺鉆井液體系自身氯根含量較高，有效的抑制了鹽膏層的溶解和高氯根鹽水對鉆井液的污染。

2.二開鉆遇地層膏巖發育，采用鹽水聚磺鉆井液可以提高鉆井液的抗污染能力和抑制有機鹽水化溶解、膨脹的能力，且對上部阻卡有較好的抑制。

3.在二疊、石炭系井段采用鹽水聚磺鉆井液具有良好的穩定性，可以有效防止該井段玄武巖、泥巖的剝落掉塊，且抗溫能力較強，實踐證明該體系是能夠適應該地層的。

4.二疊系有漏失的可能，應做好防漏、堵漏措施。該井段使用高密度鉆井液鉆井，井底液柱壓力高，若附加較大的激動壓力條件下很可能使地層壓漏。因此在裸眼段起下鉆、下套管等作業激動壓力產生較大的工況中，應盡量控制起下速度，減小抽吸壓力和激動壓力，防止地層坍塌和壓漏。

5.根據BK3H井的施工和該地區地層巖性分析，在該地區施工可在二開鉆進前就將鉆井液轉換為鹽水鉆井液體系，并隨著井深和地層溫度的增加逐步轉為抗溫能力較強的鹽水鉆井液體系。